基于自适应多项式粗糙扩写的不规则地形射波传播不确定性量化
信号处理
2026-03-04 v1
摘要
准确建模不规则地形上的射波传播对于在此类环境中设计可靠的无线通信系统至关重要，但确定性模型中对天线配置的不确定性未被量化。本文在我们知识之最佳水平上，提出了首个不规则地形传播的不确定性量化 (UQ) 研究。改进的自适应多项式粗糙扩写 (APCE) 方法与双向抛物线波方程 (PWE) 方法耦合，以高效解决此问题。多项式基函数根据方差贡献扩展，并通过组合验证误差和样本-基函数比率终止，使最小二乘回归能够在无需额外正则化的情况下获得稳定的系数估计。收敛分析显示，随着训练样本数的增加，误差呈单调衰减，产生紧凑、低相互作用的模型并提高了准确性和鲁棒性，优于以前的 APCE 方法。对于两种真实地形轮廓，所提出的方法准确预测了路径损失的均值和 5th-95th 百分位范围，仅通过 30 次 PWE 模拟即可匹配蒙特卡洛 (MC) 参考值。在固定抽样预算下，APCE 在标准和稀疏 PCE 方面表现出优势，尤其是对 5th 和 95th 百分位估计的提升最为显著；随着样本数的增加，APCE 在保持低误差的同时，trial-to-trial 变异性显著降低。
引用
@article{arxiv.2603.02529,
title = {Uncertainty Quantification of Radio Wave Propagation over Irregular Terrains Using Adaptive Polynomial Chaos Expansion},
author = {Sicheng An and Luca Di Rienzo and Hao Qin and Xingqi Zhang and Lorenzo Codecasa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.02529},
year = {2026}
}